量子力学を基礎として、制御不能な「ばらつき」が生じる半導体。菊地氏は、この「ばらつき」を克服する統計学やエンジニアリングの重要性を説きつつ、半導体製造の挑戦の魅力を語る。1980年代には日本が半導体市場を席巻し、その技術力を世界に示したが、日米半導体協定による制約が業界に深い影響を与えた。国の支援が後退するなか、他国の台頭が進む現状と、かつての日本の強みを振り返りながら、半導体の未来を見据えた議論が展開される。

取材：2024年10月30日　トリプルアイズ本社

菊地 正典（きくち まさのり）

1944年樺太生まれ。東京大学工学部物理工学科を卒業。日本電気（株）に入社以来、一貫して半導体関係業務に従事。半導体デバイスとプロセスの開発と生産技術を経験後、同社半導体事業グループの統括部長、主席技師長を歴任。（社）日本半導体製造装置協会専務理事を経て、2007年8月から（株）半導体エネルギー研究所顧問。著書に『入門ビジュアルテクノロジー最新半導体のすべて』『図解でわかる 電子回路』『図解でわかる電子デバイス（共著）』『プロ技術者になるエンジニアの勉強法』『教養としての半導体』（日本実業出版社）、『半導体・ICのすべて』（電波新聞社）、『電気のキホン』『半導体のキホン』（ソフトバンククリエイティブ）、『図解これならわかる！電子回路』（ナツメ社）、『半導体工場のすべて』『半導体産業のすべて』（ダイヤモンド社）など多数。

目次

半導体が面白いのは制御できないばらつきが生じること

歩留まりを上げるのが最大の問題

日米半導体協定の「フェア・マーケットバリュー」という圧力

半導体が面白いのは制御できないばらつきが生じること

──東大の工学部出身の方が経営者を中心に産業界には多くいらっしゃいます。ものづくりで日本を支えていこうという感じがあったのでしょうか。

菊地　いや、どちらかといえば学者を目指す人のほうが多かった。理論を追求してノーベル賞を狙うというか、そういう感じでキャリア・デベロップを考えている人が多かったと思いますよ。ものづくりの泥臭いところには、そんなに興味を持っていなかった。

──半導体はそういう意味では面白いですよね。物理の研究領域でありながら、工学的にトライできるという。

菊地　基本的には半導体を支えているセオリーは、量子力学で大体説明できるんですね。ただし問題というかある意味で面白いのは、制御できないばらつきが生じることです。どんなにきれいなラインでものをつくろうとしても、不純物をゼロにできるかというと、真空にしない限り無理です。そうすると、ある確率でぜったい不良品が出てくる。その確率をどうやって減らしていくかという、フィジックス（物理学）とともに統計学的な知識も必要になってきます。コントロールするために、どういう材料を使ったり、どういう装置を使ったり、どういうプロセスにすればいいのか、そういうことを考えるのが面白いといえば面白い。だから物理で理論的に確立されているから、簡単にできるものではなくて、そこにエンジニアリングの知見を発揮する余地があるわけです。

──先ほど、電卓の話が出ましたが、半導体の可能性についてどうお感じになっていましたか。

菊地　この流れに乗っていけば、半導体技術をもっと大きな技術にできると思いました。Intelのえらいところは、電卓用のICチップをつくったときに、プログラムで変えられる汎用性のあるものに昇華できないかと考えたところです。演算処理をしたり、数値計算したり、記憶したりという機能をソフトで決めてやれば、いろんなことに使えるんじゃないかと発想してできたのがマイコンだと思います。

──IntelはそこからCPUで大きくなっていきました。

菊地　Intelの4040というCPUが出てきたときに、NECでは独自のVシリーズというマイコンをつくっていました。Intelがうまかったのは、Microsoftと組んで、デファクトスタンダード化していくためにいろんな戦略を打ったことです。それがメインストリームになると、他社はなかなか入っていけなくなってしまった。